土木工程材料的抗冻性？材料的冻融循环试验

抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时强度也不显著降低的性质。

材料吸水后，如果在负温下受冻，水在材料毛细孔内冻结成冰，体积膨胀约9%，产生的冻胀压力造成材料的内应力，随着冻融循环的反复，会使材料表面出现裂纹、剥落等现象，这种破坏称为冻融破坏。

材料抗冻性用抗冻等级表示，用符号F表示。抗冻等级表示将材料吸水饱和后，按规定方法进行冻融循环试验，其质量损失、强度降低不超过规定值，所能经受的最大冻融循环次数来确定。如F25、F50、F100等，分别表示在经受25次、50次、100次的冻融循环后仍可满足使用要求。抗冻等级越高，材料的抗冻性越好。

对抗冻性要求较高的混凝土，可通过快冻法来测定其抗冻性能，确定其抗冻等级。混凝土试件在吸水饱和状态下，按规定测其横向基频的初始值；在规定的冻融循环条件下，每隔25次循环做一次横向基频测量。当冻融达到下列三种情况之一时即可停止试验：①冻融达到规定的循环次数；②相对动弹性模量下降至初始值的60%; ③重量损失率达到5%。

混凝土相对动弹性模量值下降至初始值的60%或质量损失率至5%时，即可认为试件已破坏，并以相应的冻融循环次数作为该混凝土的抗冻等级。若冻融至规定的循环次数，而相对动弹性模量值或质量损失率均未达到上述指标，可认为混凝土的抗冻性已满足设计要求。用于桥梁和道路的混凝土材料应为F100、F150或F250，而水工混凝土则要求高达F500。

材料的抗冻性与其强度、孔隙率、孔隙特征、含水率等有关。一般情况下，密实的材料、具有闭口孔隙且强度较高的材料，有较强的抗冻能力。

抗冻性良好的材料，对于抵抗大气温度变化、干湿交替等破坏作用的能力较强，所以，抗冻性常作为评价材料耐久性的一项重要指标。处于温暖地区的土建结构，虽无冰冻作用，为抵抗大气的作用，确保土建结构物的耐久性，有时对材料也提出一定的抗冻性要求。在寒冷地区受水的作用，抗冻性往往决定了其耐久性，抗冻等级越高，材料的耐久性越好。对于室外温度低于-15℃的地区，其主要工程材料必须进行抗冻性试验。